JP6942491B2 - Imprinting equipment and manufacturing method of goods - Google Patents
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Description
本発明は、インプリント装置、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an imprinting apparatus and a method for manufacturing an article.
凹凸のパターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板上のインプリント材に当該パターンを転写するインプリント装置が、半導体デバイスなどの量産用リソグラフィ装置の1つとして注目されている。インプリント装置は、モールドと基板上のインプリント材とを接触させた状態で当該インプリント材を硬化させるインプリント処理を行うことにより、基板上のインプリント材にパターンを形成することができる。このようなインプリント装置では、モールドとインプリント材とを接触させたときにモールドのパターンに気泡が残存していると、インプリント材に形成されたパターンに欠損が生じうる。特許文献1には、モールドのパターン領域を基板に向かって突出した凸形状に変形させてモールドとインプリント材とを接触させることにより、モールドのパターンにおける気泡の残存を低減する方法が開示されている。
An imprinting apparatus that transfers the pattern to an imprinting material on a substrate by using a mold having a pattern region in which an uneven pattern is formed is attracting attention as one of mass production lithography apparatus such as a semiconductor device. The imprint apparatus can form a pattern on the imprint material on the substrate by performing an imprint process of curing the imprint material in a state where the mold and the imprint material on the substrate are in contact with each other. In such an imprinting apparatus, if air bubbles remain in the pattern of the mold when the mold and the imprint material are brought into contact with each other, the pattern formed on the imprint material may be defective.
モールドには、パターン領域を変形しやすくするため、パターン領域とその周辺の厚さが薄くなるように、パターン領域を有する面と反対側の面にキャビティ(凹部)が形成されうる。しかしながら、キャビティは、例えば製造誤差などにより、キャビティの重心がパターン領域の中心からずれて形成されることがある。この場合、パターン領域のうち変形の際に最も変位する箇所(最大変位箇所)が、パターン領域の中心に対してずれることとなる。そのため、最大変位箇所からモールドと基板との接触を開始させてしまうと、モールドとインプリント材との接触領域を拡げている間、パターン領域を歪ませるような力がモールドに加わりうる。その結果、基板上のインプリント材に精度よくパターンを形成することが困難になりうる。 In order to make the pattern region easily deformable, the mold may have a cavity (recess) formed on the surface opposite to the surface having the pattern region so that the thickness of the pattern region and its periphery becomes thin. However, the cavity may be formed with the center of gravity of the cavity deviated from the center of the pattern region due to, for example, a manufacturing error. In this case, the most displaced portion (maximum displacement portion) of the pattern region at the time of deformation is displaced with respect to the center of the pattern region. Therefore, if the contact between the mold and the substrate is started from the maximum displacement position, a force that distorts the pattern region can be applied to the mold while the contact region between the mold and the imprint material is expanded. As a result, it may be difficult to accurately form a pattern on the imprint material on the substrate.
そこで、本発明は、基板上のインプリント材にパターンを精度よく形成するために有利なインプリント装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an imprinting apparatus which is advantageous for forming a pattern on an imprinting material on a substrate with high accuracy.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのインプリント装置は、パターンが形成されたパターン領域を有するモールドを用いて、基板上のインプリント材に当該パターンを転写するインプリント装置であって、基板に向かって突出した凸形状に前記パターン領域を変形させる変形部と、前記変形部により前記パターン領域を変形し且つ前記モールドと前記基板との相対傾きを目標相対傾きとした状態で前記モールドと前記インプリント材との接触を開始し、前記モールドと当該インプリント材との接触領域を徐々に拡げる処理を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記モールドと基板との相対傾きが互いに異なる複数の状態の各々について取得された、前記接触領域の大きさの変化に対する当該接触領域の重心位置の変化を示す関係に基づいて、前記接触領域の大きさの変化に対する当該接触領域の重心位置の変化の比率が所定値になるときの前記相対傾きを求め、求めた前記相対傾きに基づいて前記目標相対傾きを決定する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the imprint device as one aspect of the present invention is an imprint device that transfers the pattern to the imprint material on the substrate by using a mold having a pattern region in which the pattern is formed. In a state where the pattern region is deformed into a convex shape protruding toward the substrate and the pattern region is deformed by the deformed portion and the relative inclination between the mold and the substrate is set as the target relative inclination. anda controller which initiates contact with the imprint material and the mold, controls the gradually expanding processing area of contact between the mold and the imprint material, wherein the control unit includes: the mold and the substrate for the relative tilt is obtained for each of the different plurality of states to each other, based on the relationship shown a change in the position of the center of gravity of the contact area with respect to changes in the size of the contact touch area, the change in size of the contact area The relative inclination when the ratio of changes in the position of the center of gravity of the contact region reaches a predetermined value is obtained, and the target relative inclination is determined based on the obtained relative inclination.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects or other aspects of the invention will be manifested in the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、基板上のインプリント材にパターンを精度よく形成するために有利なインプリント装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an imprinting apparatus that is advantageous for accurately forming a pattern on an imprinting material on a substrate.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。また、以下の説明において、基板に照射される光の光軸と平行な方向をZ方向とし、Z方向に垂直な面内において直交する2つの方向をX方向およびY方向とする。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same member or element is given the same reference number, and duplicate description is omitted. Further, in the following description, the direction parallel to the optical axis of the light irradiating the substrate is defined as the Z direction, and the two directions orthogonal to each other in the plane perpendicular to the Z direction are defined as the X direction and the Y direction.
<第1実施形態>
本発明に係る第1実施形態のインプリント装置100について説明する。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材を型と接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。インプリント装置100は、半導体デバイスなどの製造に使用され、パターンが形成されたパターン領域1aを有するモールド1を用いて、基板2のショット領域上に供給されたインプリント材に当該パターンを転写するインプリント処理を行う。例えば、インプリント装置100は、パターンが形成されたモールド1を基板上のインプリント材に接触させた状態で当該インプリント材を硬化する。そして、インプリント装置100は、モールド1と基板2との間隔を広げ、硬化したインプリント材からモールド1を剥離(離型)することによって、インプリント材にパターンを形成することができる。
<First Embodiment>
The
インプリント材を硬化する方法には、熱を用いる熱サイクル法と光を用いる光硬化法とがあり、本実施形態では、光硬化法を採用した例について説明する。光硬化法とは、インプリント材として未硬化の紫外線硬化樹脂を基板上に供給し、モールド1とインプリント材とを接触させた状態でインプリント材に光(紫外線)を照射することにより当該インプリント材を硬化させる方法である。
There are two methods for curing the imprint material, a thermodynamic cycle method using heat and a photocuring method using light. In this embodiment, an example in which the photocuring method is adopted will be described. The photocuring method involves supplying an uncured ultraviolet curable resin as an imprint material onto a substrate and irradiating the imprint material with light (ultraviolet rays) in a state where the
インプリント材には、硬化用のエネルギが与えられることにより硬化する硬化性組成物(未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある)が用いられる。硬化用のエネルギとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が10nm以上1mm以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光である。 As the imprint material, a curable composition (sometimes referred to as an uncured resin) that cures when energy for curing is applied is used. Electromagnetic waves, heat, etc. are used as the energy for curing. The electromagnetic wave is, for example, light such as infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays whose wavelength is selected from the range of 10 nm or more and 1 mm or less.
硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマ成分などの群から選択される少なくとも一種である。 The curable composition is a composition that is cured by irradiation with light or by heating. Of these, the photocurable composition that is cured by light may contain at least a polysynthetic compound and a photopolymerization initiator, and may contain a non-heavy synthetic compound or a solvent, if necessary. The non-heavy synthetic compound is at least one selected from the group of sensitizers, hydrogen donors, internal release mold release agents, surfactants, antioxidants, polymer components and the like.
インプリント材は、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度(25℃における粘度)は、例えば、1mPa・s以上100mPa・s以下である。 The imprint material is applied in the form of a film on the substrate by a spin coater or a slit coater. Alternatively, the liquid injection head may be applied on the substrate in the form of droplets or in the form of islands or films formed by connecting a plurality of droplets. The viscosity of the imprint material (viscosity at 25 ° C.) is, for example, 1 mPa · s or more and 100 mPa · s or less.
[装置構成]
次に、第1実施形態のインプリント装置100の構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態のインプリント装置100を示す概略図である。インプリント装置100は、基板ステージ3と、インプリントヘッド4と、変形部5と、照射部6と、供給部7と、撮像部8と、第1計測部9と、第2計測部10と、制御部11とを含みうる。制御部11は、例えばCPUやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、インプリント処理を制御する(インプリント装置100の各部を制御する)。インプリント処理には、例えば、変形部5によってモールド1のパターン領域1aを変形させてモールド1と基板上のインプリント材との接触を開始させ、モールド1とインプリント材(基板2)との接触領域を徐々に拡げる処理(接触処理)を含みうる。
[Device configuration]
Next, the configuration of the
基板ステージ3は、例えば基板保持部3aと基板駆動部3bとを含み、基板2を保持して移動可能に構成される。基板保持部3aは、例えば真空吸着力や静電力などにより基板2を保持する。基板駆動部3bは、基板保持部3aを機械的に保持するとともに、基板保持部3a(基板2)をXY方向に駆動する。また、基板駆動部3bは、基板2のZ方向の位置や、基板2のXY面に対する傾き・XY面の回転を変更することができるように構成されてもよい。ここで、基板2としては、例えば単結晶シリコン基板やSOI(Silicon on Insulator)基板、ガラス基板などが用いられる。基板2の上面には、後述する供給部7によってインプリント材が供給される。基板2は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、石英ガラスなどである。また、インプリント材の付与前に、必要に応じて、インプリント材と基板との密着性を向上させるための密着層を設けてもよい。
The
インプリントヘッド4は、例えば真空吸着力や静電力などによりモールドを保持するモールド保持部4aと、モールド保持部4a(モールド1)のZ方向の位置および傾きを変更可能に構成されたモールド駆動部4bとを含みうる。また、モールド駆動部4bは、モールド1のXY方向の位置を調整することができるように構成されてもよい。ここで、本実施形態では、モールド1と基板2との相対傾きを変更させる動作、およびモールド1と基板2とを近づけたり離したりする動作を、インプリントヘッド4によって行うが、それに限られるものではない。例えば、それらの動作を、基板ステージ3によって行ってもよいし、インプリントヘッド4および基板ステージ3の双方によって行ってもよい。
The
モールド1は、通常、石英など紫外線を透過することが可能な材料で作製されており、基板側の面(パターン面)には、デバイスパターンとして基板2に転写すべき凹凸のパターンが形成されたパターン領域1aを有する。パターン領域1aは、例えば数十μm程度の段差で構成されたメサ形状を有しており、パターン領域1aのサイズは、基板上に転写すべきデバイスパターンにより異なるが、33mm×26mmが一般的である。また、モールド1には、パターン領域を変形しやすくするため、パターン領域1aとその周辺の厚みが薄くなるように、パターン面と反対側の面にキャビティ1b(凹部)が形成される。このキャビティ1bは、インプリントヘッド4(モールド保持部4a)によってモールド1が保持されることで、略密封された空間となる。キャビティ1bは、配管5aを介して変形部5に接続されている。
The
変形部5は、インプリントヘッド4によって保持されたモールド1のキャビティ1bの内部の圧力を変更することにより、モールド1のパターン領域1aを基板2に向かって突出した凸形状に変形する。例えば、モールド1と基板2とを近づけてモールド1と基板上のインプリント材を接触させる際には、変形部5は、例えば、配管5aを介してキャビティ1bの内部に圧縮空気を供給することにより、キャビティ1bの内部の圧力をその外部の圧力よりも高くする。これにより、変形部5は、モールド1のパターン領域1aを基板2に向かって突出した凸形状に変形させることができ、接触処理においてモールド1とインプリント材との接触領域を徐々に拡げることができる。その結果、インプリント材に接触したモールド1のパターンに気泡が残存することを低減することができ、インプリント処理によってインプリント材に形成されたパターンに欠損が生じることを抑制することができる。
By changing the pressure inside the
照射部6は、基板上のインプリント材を硬化させる処理において、インプリント材を硬化させる光(紫外線)をモールド1を介して基板2に照射する。本実施形態では、照射部6から射出された光が、ビームスプリッタ12(バンドフィルタ)で反射され、リレー光学系13およびモールド1を介して基板2に照射される。また、供給部7は、基板上にインプリント材を供給(塗布)する。上述したように、本実施形態のインプリント装置100では、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂がインプリント材として用いられうる。
In the process of curing the imprint material on the substrate, the
撮像部8は、ビームスプリッタ12およびリレー光学系13を介してモールド1のパターン領域1aを撮像する。例えば、撮像部8は、モールド1と基板2とをインプリント材を介して接触させる接触処理において、モールド1のパターン領域1aと基板2との接触領域を拡げている間の複数のタイミングの各々でパターン領域1aを撮像する。このように撮像部8により得られた各画像には、モールド1と基板2との接触によって生じる干渉縞が形成されるため、各画像に基づいて、パターン領域1aとインプリント材との接触領域の拡がり方を観察することができる。また、モールド1と基板2に形成されたアライメントマークを検出するために、アライメントスコープ(検出系)を備えていてもよい。
The
第1計測部9は、パターン領域上(モールド上)の複数点の高さを計測する。第1計測部9は、例えば、モールド1に光を照射し、モールド1からの反射光によってパターン領域1aの高さ(第1計測部9とパターン領域1aとの距離)を計測するレーザ干渉計を含み、基板ステージ3に搭載されうる。第1計測部9は、基板ステージ3とともにXY方向に移動しながらパターン領域上の複数点の高さを計測する。第1計測部9は、基板ステージ3とは別に設けられていてもよい。これにより、パターン領域1aの形状および姿勢を求めることができる。また、第2計測部10は、基板上の複数点の高さを計測する。第2計測部10は、例えば、基板2に光を照射し、基板2からの反射光によって基板2の高さ(第2計測部10と基板2との距離)を計測するレーザ干渉計を含みうる。第2計測部10は、基板ステージ3により基板2がXY方向に移動している状態で基板上の複数点の高さを計測することにより、基板2の形状や姿勢を求めることができる。
The
[インプリント処理]
次に、第1実施形態のインプリント装置100におけるインプリント処理について、図2を参照しながら説明する。図2は、インプリント処理のフローを示すフローチャートである。以下に示すインプリント処理の各工程は、制御部11によって行われうる。
[Imprint processing]
Next, the imprint process in the
S10では、制御部11は、基板2が供給部7の下に配置されるように基板ステージ3を制御する。そして、基板上に形成された複数のショット領域のうちインプリント処理を行う対象のショット領域(対象ショット領域)にインプリント材を供給するように供給部7を制御する。対象ショット領域にインプリント材が供給された後、制御部11は、対象ショット領域をモールド1(パターン領域1a)の下に配置されるように基板ステージ3を制御する。
In S10, the
S11では、制御部11は、モールド1のパターン領域1aが基板2に向かって突出した凸形状に変形するように変形部5を制御する。S12では、制御部11は、後述のように決定されたモールド1と基板2との目標相対傾きになるように、モールド1と基板2との相対傾きを制御する。
In S11, the
S13では、制御部11は、変形部5によりモールド1のパターン領域1aを変形させた状態で、モールド1と基板2とが近づくようにインプリントヘッド4を制御し、モールド1と基板2とを(例えばインプリント材を介して)接触させる(接触処理)。例えば、制御部11は、変形部5によりモールド1のパターン領域1aを変形させた状態でモールドと1とインプリント材との接触を開始させ、モールド1とインプリント材との接触領域を徐々に拡げる。このとき、制御部11は、モールド1とインプリント材との接触が開始した後、モールド1とインプリント材との接触領域が拡がるにつれてキャビティ1bの内部の圧力が徐々に小さくなるように変形部5を制御する。これにより、パターン領域1aの全体がインプリント材に接触したときのパターン領域1aの形状を平面形状にすることができる。
In S13, the
S14では、制御部11は、モールド1とインプリント材とが接触している状態で、当該インプリント材に光を照射するように照射部6を制御し、当該インプリント材を硬化させる。S15では、制御部11は、モールド1と基板2とが離れるようにインプリントヘッド4を制御し、硬化したインプリント材からモールド1を剥離(離型)する。これにより、対象ショット領域上のインプリント材に、モールド1のパターンに倣った3次元形状のパターンを形成することができる。
In S14, the
S16では、制御部11は、基板上に引き続きモールド1のパターンを転写するショット領域(次のショット領域)があるか否かの判断を行う。次のショット領域がある場合にはS10に戻り、次のショット領域がない場合には終了する。
In S16, the
[モールドと基板との目標相対傾きの決定方法]
モールド1のキャビティ1bは、例えば製造誤差などにより、キャビティの重心のXY方向における位置がパターン領域1aの中心からずれて形成されることがある。この場合、パターン領域1aのうち変形の際に最も変位する箇所(以下、最大変位箇所と称する)が、パターン領域1aの中心に対してずれることとなる。そのため、パターン領域1aの最大変位箇所からモールド1と基板上のインプリント材との接触を開始させてしまうと、接触処理においてパターン領域1aを歪ませるような力がモールド1に加わりうる。その結果、基板上のインプリント材に精度よくパターンを形成することが困難になりうる。
[Method of determining the target relative inclination between the mold and the substrate]
The
そこで、本実施形態の制御部11は、モールド1とインプリント材との接触を開始させる際のパターン領域1aの接触開始位置がパターン領域1aの中心に近づくように、当該接触を開始させる際のモールド1と基板2との目標相対傾きを決定する。即ち、制御部11は、パターン領域1aの最大変位箇所とパターン領域1aの中心とのずれに起因して生じるパターン領域1aの接触開始位置とパターン領域1aの中心とのずれが低減されるように、目標相対傾きを決定する。別の言い方をすると、制御部11は、パターン領域1aの基板2への接触開始位置とパターン領域1aの中心との差が、パターン領域1aの最大変位箇所とパターン領域1aの中心との差より小さくなるように、目標相対傾きを決定する。
Therefore, the
例えば、制御部11は、モールド1と基板との相対傾きが互いに異なる複数の状態の各々について接触処理を行う。そして、制御部11は、この結果から、モールド1と基板との接触領域の大きさの変化に対する当該接触領域の重心位置の変化を示す関係を複数の状態の各々について生成する。これにより、制御部11は、複数の状態の各々について生成した当該関係に基づいて、モールド1と基板2との接触を開始させる際のモールド1と基板2との目標相対傾きを決定することができる。
For example, the
また、制御部11は、図2のS12において、決定した目標相対傾きになるようにモールド1と基板2との相対傾きを制御する。これにより、接触処理を開始する際のパターン領域1aの接触開始位置をパターン領域1aの中心に近づけることができるため、接触処理においてパターン領域1aを歪ませるようにモールド1に加わる力を低減することができる。ここで、本実施形態では、モールド1とインプリント材との接触を開始させる際にモールド1と基板2とを相対的に傾けた場合、モールド1と基板2とが平行ではなくなる。しかしながら、パターン領域1aの全体がインプリント材に接触したときには、モールド1(パターン領域1a)と基板2とが平行であることが好ましい。そのため、制御部11は、図2のS13において、接触処理を開始した後、モールド1とインプリント材との接触領域が拡がるにつれてモールド1のパターン領域1aと基板2とが徐々に平行になるように、モールド1と基板2との相対傾きを制御するとよい。
Further, the
以下に、モールド1と基板2との目標相対傾きを決定する具体的な方法について、図3を参照しながら説明する。図3は、モールド1と基板2との目標相対傾きを決定する方法を示すフローチャートである。以下に示す各工程は、例えば、基板2とは異なる第2基板(ダミー基板)を基板2の代わりに用いて行われうる。本実施形態では、第2基板に既にインプリント材が供給(塗布)されているものとして説明するが、それに限られるものではなく、第2基板には、インプリント材が供給(塗布)されていなくてもよい。この場合、第2基板への接触によるモールド1へのダメージを避けるため、インプリント材を密着させる密着層などの緩衝材を第2基板上に塗布しておくことが好ましい。ここで、本実施形態では、第2基板を用いて目標相対傾きを決定しているが、それに限られるものではなく、例えば、基板上における複数のショット領域のうち、最初にインプリント処理が行われる幾つかのショット領域を用いて目標相対傾きを決定してもよい。
Hereinafter, a specific method for determining the target relative inclination between the
S20では、制御部11は、基板ステージ3をXY方向に移動させながら、モールド1のパターン領域上の複数点の高さを第1計測部9に計測させる。ここでは、変形部5によるパターン領域1aの変形は行われていない。S21では、制御部11は、基板ステージ3をXY方向に移動させながら、第2基板上の複数点の高さを第2計測部10に計測させる。
In S20, the
S22では、制御部11は、第1計測部9および第2計測部10の計測結果に基づいて、変形部5による変形が行われていないモールド1と第2基板とが平行になるようにモールド1と第2基板との相対傾きを制御する。S22の工程は、例えば、インプリントヘッド4によりモールド1の傾きを変更することによって行われうる。ここで、本実施形態では、S22の工程において、モールド1と第2基板とが平行になるようにそれらの相対傾きを制御したが、それに限られるものではない。例えば、制御部11は、第1計測部9および第2計測部10の計測結果に基づいてモールド1と第2基板との相対傾きを算出し、算出した相対傾きを、後の工程で決定するモールド1と基板2との目標相対傾きにオフセット値として加えてもよい。
In S22, the
S23〜S27は、モールド1と第2基板との相対傾きが互いに異なる複数の状態の各々について、モールド1と第2基板との接触領域の大きさの変化に対する当該接触領域の重心位置(中心位置)の変化を示す関係を生成する工程である。ここで、S25では、当該複数の状態について、第2基板上の同じ部分でモールド1と第2基板とを接触させることが、再現性の観点から好ましい。ここで、接触領域の重心位置とは、当該接触領域をZ方向から見たときのXY方向における重心の位置のことである。換言すると、接触領域の重心位置とは、基板2(第2基板)の面と平行な面に接触領域を投影した投影像(二次元)の重心の位置のことである。
In S23 to S27, for each of a plurality of states in which the relative inclinations of the
S23では、制御部11は、モールド1のパターン領域1aが第2基板に向かって突出した凸形状に変形するように変形部5を制御する。S24では、制御部11は、変形部5によりモールド1のパターン領域1aを変形させた状態で、モールド1と第2基板とが近づくようにインプリントヘッド4を制御し、モールド1と第2基板上のインプリント材とを接触させる接触処理を行う。このとき、制御部11は、モールド1と第2基板上のインプリント材との接触領域を拡げながら、当該接触領域の大きさが互いに異なる複数のタイミングの各々においてモールド1のパターン領域1aを撮像するように撮像部8を制御する。これにより、複数のタイミングの各々について画像が得られる。撮像部8により得られた各画像には、例えば図4に示すように、モールド1と第2基板との接触領域15、およびモールド1と第2基板上のインプリント材との接触により形成された干渉縞16(ニュートンリング)が現れうる。ここで、第2基板上にインプリント材を供給していない場合では、S24の接触処理においてモールド1と第2基板とを接触させることとなる。
In S23, the
S25では、制御部11は、S24で得られた各画像について、接触領域15の境界もしくは干渉縞16から接触領域の重心位置を求める。これにより、制御部11は、図5に示すように、接触領域の大きさの変化に対する接触領域の重心位置の変化を示す関係(以下では、「接触領域の大きさと重心位置との関係」と称する)を得ることができる。本実施形態における「接触領域の重心位置」は、例えば、パターン領域1aの中心を基準とした位置として定義される。即ち、「接触領域の重心位置」は、接触領域の重心位置とパターン領域1aの中心との差(距離)として定義される。しかしながら、これに限定するものではなく、「接触領域の重心位置」を、パターン領域1aの中心とは異なる位置を基準として定義してもよい。また、「接触領域の大きさ」とは、接触領域の面積であってもよいし、接触領域の直径であってもよい。
In S25, the
S26では、制御部11は、モールド1と第2基板との相対傾きが互いに異なる複数の状態の各々について、接触領域の大きさと重心位置との関係を得たか否かを判断する。複数の状態の各々について当該関係を得ていない場合はS27に進み、制御部11は、S27においてモールド1と第2基板との相対傾きを変更してからS23に戻る。一方、複数の状態の各々について当該関係を得た場合はS28に進む。ここで、複数の状態の数(即ち、S23〜S26を繰り返す回数)は、任意に設定することができる。図5に示す例では、3つの状態の各々について当該関係が得られている。
In S26, the
S28では、制御部11は、複数の状態の各々について生成した接触領域の大きさと重心位置との関係から、接触領域の大きさの変化に対する接触領域の重心位置の変化の比率(以下では、「変化率」と称する)を各状態について求める。例えば、制御部11は、接触領域の大きさと重心位置との関係を、状態ごとに1次関数によって直線近似を行うことにより、当該1次関数の傾きを変化率として求めることができる。これにより、図6に示すように、モールド1と第2基板との相対傾きの変化に対する変化率の変化を示す情報(以下、変化率の情報と称する)を得ることができる。
In S28, the
S29では、制御部11は、S28で得られた変化率の情報に基づいて、接触処理を開始する際のモールド1と基板2との目標相対傾きを決定する。例えば、制御部11は、S28で得られた情報に基づいて、変化率が目標値(例えば零)になるときのモールド1と第2基板との相対傾きToptを求め、求めた相対傾きToptをモールド1と基板2との目標相対傾きとして決定する。
In S29, the
ここで、インプリント装置100では、複数のモールドが用いられるため、目標相対傾きを決定する処理をモールドごとに行うことが好ましい。パターン領域1aの中心に対するキャビティ1bの重心のずれがモールドごとに異なりうるからである。また、目標相対傾きを決定する処理は、X軸周りの相対傾き、Y軸周りの相対傾きのそれぞれについて行われてもよい。
Here, since a plurality of molds are used in the
[目標相対傾きについて]
次に、変化率が零になるときのモールド1と第2基板との相対傾きを目標相対傾きとして決定することで、モールド1と基板2との接触を開始させる際のパターン領域1aの接触開始位置をパターン領域1aの中心に近づけることができる理由について説明する。
[About target relative inclination]
Next, by determining the relative inclination between the
図7は、変形部5により変形されたモールド1のパターン領域1aの湾曲状態を、パターン領域1aにおけるX方向の各位置での傾斜(傾き)で表した図である。この図は、シミュレーションによって求めたものである。図7を参照すると、キャビティ1bの重心付近(横軸が零の付近)では、線形に傾斜が大きくなっているが、当該重心から離れるにしたがって徐々に傾斜が小さくなり非線形になることが分かる。図7に示す実線は、プロットを3次多項式で近似した線であり、破線は、1次関数で近似した線である。このことから、モールド1と基板上のインプリント材とを接触させた際のインプリント材の拡がり方が、キャビティ1bの重心から離れるに従って異なってくることが推測できる。
FIG. 7 is a diagram showing the curved state of the
次いで、モールド1と基板2との接触状態について考察する。図8は、変形部5により変形させたモールド1と基板2とを徐々に接触させたときの図である。図8(a)は、モールド1と基板2との接触を開始していない状態、図8(b)および(c)は、モールド1と基板2との接触領域を徐々に拡げている状態をそれぞれ示す。図8(c)は、図8(b)に比べて、モールド1と基板2との接触領域が大きい状態を示している。図8(a)〜(c)の左図において、実線(50a〜50c)、破線(51a〜51c)、一点鎖線(52a〜52c)は、それぞれモールド1(パターン領域1a)の断面を示している。そして、破線(51a〜51b)で示すモールドは、実線(50a〜50c)で示すモールドに対して反時計回りに傾けた状態であり、一点鎖線(52a〜52c)で示すモールドは、実線で示すモールドに対して時計回りに傾けた状態である。また、図8(a)〜(c)の右図は、撮像部8によってパターン領域1aを撮像した画像に現れる接触領域15および干渉縞16を示すイメージ図である。
Next, the contact state between the
図8(b)に示す状態では、図8(c)に示す状態に比べて、干渉縞16の間隔が狭いことから、パターン領域1aにおける接触領域15の境界部分の傾斜が大きいことが分かる。つまり、モールド1と基板2との接触領域の大きさに応じて、パターン領域1aにおける接触領域の境界部分の傾斜が変化すると推測できる。この様子を図9に示す。図9において、横軸は、キャビティ1bの重心を基準としたX方向の距離を示しており、縦軸は、パターン領域1aにおける接触領域の境界部分の傾斜を示している。また、図9に示す各曲線(60a〜60c,61a〜61c,62a〜62c)は、図8の左図においてモールドを示す各曲線(50a〜50c,51a〜51c,52a〜52c)に対応する。
In the state shown in FIG. 8 (b), since the interval between the
図9を参照すると、接触領域の大きさに応じて、パターン領域1aにおける接触領域の境界部分の傾斜が変わることが分かる。そして、図9における各曲線について傾斜(縦軸)が零になる点(X切片)を見ると、3つの状態において、モールド1と基板2との相対傾きの変化に対するX方向の位置の変化が異なることが分かる。即ち、曲線61aと曲線62cとの差より、曲線61bと曲線62bとの差の方が広くなり、曲線61cと曲線62cとの差の方が更に広くなる。つまり、この結果は、図5で見られた、モールド1と第2基板との相対傾きが大きくなるにつれて、接触領域の大きさの変化に対する接触領域の重心位置の変化の比率(変化率)が大きくなる現象を表している。即ち、パターン領域1aにおける接触領域の境界部分の傾斜が変化すると、モールド1と第2基板との相対傾きに応じて当該変化率が変わりうる。逆に考えると、当該変化率が変わらないとき(即ち、零になるとき)のモールド1と基板2(第2基板)との相対傾きでは、接触処理における接触開始位置をパターン領域1aの中心に近づけて、安定した接触処理を行うことができることを示唆している。
With reference to FIG. 9, it can be seen that the inclination of the boundary portion of the contact region in the
<第2実施形態>
第2実施形態では、モールド1と基板2との目標相対傾きを決定する他の方法について説明する。第2実施形態では、図3に示すフローチャートに従って目標相対傾きが決定されるが、S28〜S29の工程が第1実施形態と異なる。以下では、第2実施形態に係るS28〜S29の工程について説明する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, another method of determining the target relative inclination between the
S28では、制御部11は、複数の状態の各々について生成した接触領域の大きさと重心位置との関係(図5)から、接触領域の大きさが零になるときの接触領域の重心位置を、パターン領域1aの接触開始位置として各状態について求める。例えば、制御部11は、接触領域の大きさと重心位置との関係を、状態ごとに1次関数によって線形近似を行うことにより、当該1次関数のY切片をパターン領域1aの接触開始位置として各状態について求めることができる。これにより、図10に示すように、モールド1と第2基板との相対傾きの変化に対するパターン領域1aの接触開始位置の変化を示す情報(以下、接触開始位置の情報と称する)を、変化率の情報の代わりに得ることができる。
In S28, the
S29では、制御部11は、S28で得られた接触開始位置の情報に基づいて、接触処理を開始する際のモールド1と基板2との目標相対傾きを決定する。例えば、パターン領域1aの接触開始位置がパターン領域1aの中心になるように目標相対傾きを決定する場合、制御部11は、図10の縦軸が零になるときのモールド1と第2基板との相対傾きToptを目標相対傾きに決定する。また、それに限られず、パターン領域1aの接触開始位置が、パターン領域1aの最大変位箇所とパターン領域1aの中心との間になるように目標相対傾きを決定してもよい。例えば、パターン領域1aの接触開始位置が、パターン領域1aの最大変位箇所とパターン領域1aの中心との中点になるように目標相対傾きを決定してもよい。
In S29, the
<第3実施形態>
本実施形態では、第1実施形態で説明した方法、および第2実施形態で説明した方法のそれぞれにより得られた結果から、モールド1と基板2との最適な相対傾きを求める方法について説明する。
<Third Embodiment>
In the present embodiment, a method of obtaining the optimum relative inclination between the
図13(a)は、第1実施形態で説明した方法を用いた実験により得られた変化率の情報(モールド1と基板との相対傾きの変化に対する変化率の変化を示す情報)を示す図である。変化率の情報は、第1実施形態で説明したとおり、図5に示すように複数の状態の各々について生成した接触領域の大きさと重心位置との関係を1次関数によって直線近似し、当該1次関数の傾きを変化率として各状態について求めることにより得られうる。図13(a)では、縦軸(変化率)が零になるときのモールド1と基板との相対傾きが「TA」となる。
FIG. 13A is a diagram showing information on the rate of change obtained by an experiment using the method described in the first embodiment (information indicating a change in the rate of change with respect to a change in the relative inclination between the
また、図13(b)は、第2実施形態で説明した方法を用いた実験により得られた接触開始位置の情報(モールド1と基板との相対傾きの変化に対するパターン領域の接触開始位置の変化を示す情報)を示す図である。接触開始位置の情報は、第2実施形態で説明したとおり、図5に示すように複数の状態の各々について生成した接触領域の大きさと重心位置との関係を1次関数によって直線近似する。そして、当該1次関数のY切片をパターン領域の接触開始位置として各状態について求めることにより得られうる。図13(b)では、縦軸(接触開始位置)がゼロとなるときのモールド1と基板との相対傾きが「TB」となる。
Further, FIG. 13B shows information on the contact start position obtained by the experiment using the method described in the second embodiment (change in the contact start position in the pattern region with respect to the change in the relative inclination between the
図14は、相対傾きTAおよびTBのときの接触開始位置17と接触領域の拡がりとを示す図である。図14において、一番上の図は、モールド1と基板とを示しており、Aはパターン領域1aの中心位置を表し、Bはキャビティ1bの重心位置を表している。真ん中の図は、パターン領域1aの接触開始位置17と接触領域の広がりとを示しており、接触領域の広がりは円の大きさによって概念的に表している。一番下の図は、モールド1と基板との相対傾き(偏芯量)を概念的に示している。また、図14では、モールド1と基板との相対傾きを「T+」としたときの例も示している。
FIG. 14 is a diagram showing the
相対傾きが「TB」のときでは、接触開始位置17をパターン領域1aの中心付近にすることができるが、接触領域の広がりは接触開始位置17に対して右側に偏っている。即ち、相対傾きTBにおいては、パターン領域1aに対して均等に接触領域を拡げることができない。一方、相対傾きが「TA」のときでは、接触領域を接触開始位置17に対してほぼ均等に拡げることができるが、接触開始位置17がパターン領域1aの中心付近にない。即ち、相対傾きTAにおいても、パターン領域1aに対して均等に接触領域を拡げることができない。つまり、パターン領域1aに対して均等に接触領域を拡げることができる最適な相対傾きは、「TA」と「TB」との間にあることがわかる。したがって、相対傾きTAと相対傾きTBとをそれぞれ求めることにより、相対傾きTAと相対傾きTBとから最適な相対傾きを目標相対傾きとして求めることができる。
When the relative inclination is "TB", the
ここで、S13においてモールド1と基板上のインプリント材とを接触させる際、モールド1と基板2との相対傾きを変化させてもよい。例えば、図15に示すように、接触開始位置17がショット領域の中心付近となる相対傾きTBでモールドとインプリント材とを接触させた後、接触領域が拡がるにつれて相対傾きがTAになるように、モールド1と基板2との相対傾きを制御してもよい。図16は、モールド1と基板2との相対傾きの制御プロファイルの例を示す図である。図16に示す制御プロファイルでは、相対傾きTBでモールド1とインプリント材との接触を開始させた後、接触領域が拡がるにつれて相対傾きがTAになるように、モールド1と基板2との相対傾きを変化させる。このとき、モールド1と基板2との相対傾きを、相対傾きTAを一旦超えさせた後に相対傾きTAに戻すように制御するとよい。これにより、モールド1とインプリント材との接触領域を拡げている間においてパターン領域を歪ませるような力がモールド1に加えられることを更に低減することができる。
Here, when the
<第4実施形態>
上述のようにモールド1と基板2との目標相対傾きを決定する処理は、基板上における複数のショット領域の各々について行われることが好ましい。しかしながら、複数のショット領域の各々について、変化率の情報または接触開始位置の情報を得るために、モールド1と第2基板との相対傾きを変えて複数回の接触処理を行うことは煩雑である。そのため、本実施形態では、複数のショット領域のうちの1つのショット領域において得られた変化率の情報および接触開始位置の情報に基づいて、他のショット領域での目標相対傾きを求める方法について説明する。
<Fourth Embodiment>
As described above, the process of determining the target relative inclination between the
以下の説明では、複数のショット領域のうち第1ショット領域においては、上述の図3に示すフローチャートの各工程を行い、図6に示す変化率の情報、および図10に示す接触開始位置の情報を既に得ているものとする。そして、複数のショット領域のうち第1ショットとは異なる第2ショット領域についての目標相対傾きを、第1ショット領域についての変化率の情報および接触開始位置の情報から決定する例について説明する。 In the following description, in the first shot region of the plurality of shot regions, each step of the flowchart shown in FIG. 3 is performed, the change rate information shown in FIG. 6 and the contact start position information shown in FIG. It is assumed that has already been obtained. Then, an example of determining the target relative inclination for the second shot region different from the first shot among the plurality of shot regions from the information on the rate of change for the first shot region and the information on the contact start position will be described.
ここで、第1ショット領域について得られた変化率の情報において、相対傾きと変化率との関係を示す1次関数の傾きを敏感度maとすると、変化率がA0となるときの相対傾き(第1相対傾き)はA0/maで表される。また、第1ショット領域について得られた接触開始位置の情報において、相対傾きと接触開始位置との関係を示す1次関数の傾きを敏感度mbとすると、接触開始位置がB0となるときの相対傾き(第2相対傾き)はB0/mbで表される。A0およびB0はそれぞれ、例えば零に設定されうる。接触開始位置が零になるときとは、即ち、パターン領域1aの接触開始位置が当該パターン領域1aの中心になるときのことである。
Here, in the information on the rate of change obtained for the first shot region, assuming that the slope of the linear function indicating the relationship between the relative slope and the rate of change is the sensitivity ma, the relative slope when the rate of change is A0 ( The first relative slope) is represented by A0 / ma. Further, in the information on the contact start position obtained for the first shot region, assuming that the slope of the linear function indicating the relationship between the relative slope and the contact start position is the sensitivity mb, the relative when the contact start position is B0. The slope (second relative slope) is represented by B0 / mb. A0 and B0 can be set to, for example, zero, respectively. The contact start position becomes zero, that is, the contact start position of the
制御部11は、第2基板(ダミー基板)を用いて、第2ショット領域に対応する第2基板上の領域について接触処理を1回だけ行う。このときの接触処理は、第1ショット領域について決定した目標相対傾きで行われうる。これにより、第2ショット領域について、接触領域の大きさと重心位置との関係を得ることができる。そして、当該関係を1次関数によって直線近似を行うことにより、当該第1次関数の傾きを変化率Aとして、および当該1次関数のY切片を接触開始位置Bとして求めることができる。
The
次いで、制御部11は、以下の式(1)により相対傾きA’/maを求め、その相対傾きA’/maを、第2ショット領域についての目標相対傾きとして決定する。また、制御部は、式(2)により相対傾きB’/mbを求め、その相対傾きB’/maを、第2ショット領域についての目標相対傾きとして決定してもよい。
Next, the
ここで、相対傾きA0/maと相対傾きB0/mbとの差分値|A0/ma−B0/mb|は、モールド1に起因する誤差成分(モールド誤差)であり、理想的な状態では零になるべきである。したがって、このモールド誤差を|A/ma−B/mb|から除去することにより、ショット領域の位置に起因する誤差成分(即ち、装置誤差(例えば基板ステージ3の誤差))のみを補正するための補正値を得ることができる。当該補正値は、式(1)および(2)において、{(A/ma−B/mb)−(A0/ma−B0/mb)}/2で表されうる。
Here, the difference value | A0 / ma-B0 / mb | between the relative inclination A0 / ma and the relative inclination B0 / mb | is an error component (mold error) caused by the
このようなモールド誤差は、モールドごとに異なるため、モールドごとに管理されうる。例えば、モールド誤差として、相対傾きA0/maと相対傾きB0/mbとの差分値(A0/ma−B0/mb)がモールドごとに管理されうる。また、装置誤差は、インプリント装置ごとに異なるため、装置ごとに管理されうる。例えば、装置誤差として、{(A/ma−B/mb)−(A0/ma−B0/mb)}/2で表される補正値が装置ごとに管理されうる。 Since such mold error is different for each mold, it can be managed for each mold. For example, as a mold error, a difference value (A0 / ma-B0 / mb) between the relative inclination A0 / ma and the relative inclination B0 / mb can be managed for each mold. Further, since the device error differs for each imprint device, it can be managed for each device. For example, as a device error, a correction value represented by {(A / ma-B / mb)-(A0 / ma-B0 / mb)} / 2 can be managed for each device.
<第5実施形態>
モールド1とインプリント材とを接触させている間(押印中)の装置誤差により発生するモールド1と基板2との相対傾きの誤差(チルト誤差)をEとすると、Eは、E={(A/ma−B/mb)−(A0/ma−B0/mb)}/2と表わされうる。このEの挙動を図17を参照しながら説明する。図17は、接触領域の大きさと接触領域の重心位置(偏芯量)との関係を示す図である。図17において、カーブpは理想状態を表しており、この状態からモールド誤差などにより傾きおよび切片が変化した状態をカーブqで示している。さらに、誤差Eにより押印中に相対傾きの変化が発生した状態をカーブrで示している。このようなカーブrの状態において、図15を用いて前述した制御と同様に、押印中のモールド1と基板2との相対傾きを制御することにより、接触領域の大きさと接触領域の重心位置との関係を理想状態(カーブp)に近づけることができる。
<Fifth Embodiment>
Assuming that the relative tilt error (tilt error) between the
図18は、モールド1と基板2との相対傾きの制御プロファイルの例を示す図である。図18の「TA0」は、変化率の情報において変化率がA0となるときの相対傾き(第1相対傾き)を表し、「TB0」は、接触位置の情報において接触開始位置がB0となるときの相対傾き(第2相対傾き)を示している。図18に示す制御プロファイルでは、相対傾きTB0でモールド1とインプリント材との接触を開始させた後、接触領域が拡がるにつれて相対傾きがTA0となるように、モールド1と基板2との相対傾きを変化させる。そして、モールド1と基板2との相対傾きが一旦TA0となった後、相対傾きを誤差E分だけ戻す。このようにモールド1と基板2との相対傾きを制御すると、図19に示すように、誤差Eにより押印中に相対傾きの変化が発生したカーブrを、理想状態のカーブpに近いカーブsにすることができる。
FIG. 18 is a diagram showing an example of a control profile of the relative inclination between the
図20は、制御プロファイルの生成方法を示すフローチャートである。S40では、制御部11は、図3に示すS20〜S29の工程を行い、変化率の情報と接触開始位置の情報とを得る。S41では、制御部11は、上述した式を用いて誤差Eを求め、求めた誤差Eを、カーブrを理想状態に近づけるために相対傾きをTA0から戻す量(補正量)として決定する。S42では、制御部11は、補正量が判定値(閾値)より小さいか否かを判定する。補正量が判定値より小さい場合には終了し、補正量が判定値以上である場合にはS43にすすむ。S43では、制御部11は、S42で決定した補正量に基づいて、図19に示すような制御プロファイルを生成する。そして、制御部11は、生成した制御プロファイルを用いてS40(S20〜S29)の工程を行い、再び補正量を求める。
FIG. 20 is a flowchart showing a method of generating a control profile. In S40, the
<第6実施形態>
第6実施形態では、モールド1と基板2との目標相対傾きを決定する他の方法について、図11を参照しながら説明する。図11は、モールド1と基板2との目標相対傾きを決定する方法を示すフローチャートである。本実施形態では、変形部5によって変形されたモールド1のパターン領域上の複数点の高さを第1計測部9に計測させ、第1計測部9の計測結果に基づいてパターン領域1aの接触開始位置を求めている。
<Sixth Embodiment>
In the sixth embodiment, another method for determining the target relative inclination between the
S30では、制御部11は、基板ステージ3をXY方向に移動させながら、モールド1のパターン領域上の複数点の高さを第1計測部9に計測させる。ここでは、変形部5によるパターン領域1aの変形は行われていない。S31では、制御部11は、基板ステージ3をXY方向に移動させながら、基板上の複数点の高さを第2計測部10に計測させる。
In S30, the
S32では、制御部11は、第1計測部9および第2計測部10の計測結果に基づいて、変形部5による変形が行われていないモールド1と基板2とが平行になるようにモールド1と基板2との相対傾きを制御する。S32の工程は、例えば、インプリントヘッド4によりモールド1の傾きを変更することによって行われうる。ここで、本実施形態では、S32の工程において、モールド1と基板2とが平行になるようにそれらの相対傾きを制御したが、それに限られるものではない。例えば、制御部11は、第1計測部9および第2計測部10の計測結果に基づいてモールド1と基板2との相対傾きを算出し、算出した相対傾きを、後の工程で決定するモールド1と基板2との目標相対傾きにオフセット値として加えてもよい。
In S32, the
S33〜S37は、モールド1と基板2との相対傾きが互いに異なる複数の状態の各々について、パターン領域1aの接触開始位置およびパターン領域1aの中心のそれぞれのXY方向の位置(座標)を求める工程である。
S33 to S37 are steps of obtaining the contact start position of the
S33では、制御部11は、モールド1のパターン領域1aが基板2に向かって突出した凸形状に変形するように変形部5を制御する。S34では、制御部11は、変形部5によりモールド1のパターン領域1aを変形させた状態で、基板ステージ3をXY方向に移動させながら、パターン領域上の複数点の高さを第1計測部9に計測させる。これにより、第1計測部の計測結果(データ)として、第1計測部9が移動する移動面(XY面)を基準とするパターン領域上の複数点の高さマップが求められうる。
In S33, the
S35では、制御部11は、第1計測部9の計測結果から、パターン領域1aの接触開始位置およびパターン領域1aの中心位置をXY座標として求める。パターン領域1aは、上述したように、数十μm程度の段差で構成されたメサ形状を有しているため、制御部11は、第1計測部9の計測結果からメサエッジを検出し、メサの中心をパターン領域1aの中心位置として求めることができる。また、制御部11は、パターン領域1aのうち高さが最も低い点(基板2に最も近い点)を接触開始位置として求めることができる。ここで、第1計測部9は、パターン領域1aの接触開始位置および中心位置を求める精度を上げるため、高さの計測を行うパターン領域1aの複数点の間隔を0.1mm以下にすることが好ましい。
In S35, the
S36では、制御部11は、モールド1と基板2との相対傾きが互いに異なる複数の状態の各々について、パターン領域1aの接触開始位置および中心位置を求めたか否かを判断する。複数の状態の各々について接触開始位置および中心位置を求めていない場合はS37に進み、制御部11は、S37においてモールド1と基板2との相対傾きを変更してからS34に戻る。一方、複数の状態の各々について接触開始位置および中心位置を求めた場合はS38に進む。
In S36, the
S38では、制御部11は、図12に示すように、相対傾きの変化に対するパターン領域1aの接触開始位置の変化を示す情報、および相対傾きの変化に対するパターン領域1の中心位置の変化を示す情報をそれぞれ求める。そして、制御部11は、それらの各々を1次関数で近似することにより得られた2本の近似直線が交差するときの相対傾きToptを目標相対傾きとして決定する。ここで、本実施形態では、パターン領域1aの接触開始位置および中心位置をXY座標としてそれぞれ求めたが、それに限られるものではない。例えば、パターン領域1aの接触開始位置を、パターン領域1aの中心位置を基準とした位置として定義することもできる。即ち、「接触開始位置」を、パターン領域1aの接触開始位置と中心位置との差として定義してもよい。この場合、図12に示す図では、相対傾きの変化に対するパターン領域1aの接触開始位置の変化を示す情報のみが得られる。
In S38, as shown in FIG. 12, the
制御部11は、このように決定された目標相対傾きになるようにモールド1と基板2との相対傾きを制御し、モールド1と基板2とをインプリント材を介して接触させる。これにより、接触処理を開始する際のパターン領域1aの接触開始位置をパターン領域1aの中心に近づけることができるため、接触処理においてパターン領域1aを歪ませるようにモールド1に加わる力を低減することができる。
The
<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。インプリント装置を用いて成形した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。
<Embodiment of manufacturing method of article>
The method for manufacturing an article according to the embodiment of the present invention is suitable for producing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. The pattern of the cured product formed by using the imprint device is used permanently for at least a part of various articles or temporarily in manufacturing various articles.
物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。 The article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, a mold, or the like. Examples of the electric circuit element include volatile or non-volatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, and semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensor, and FPGA. Examples of the mold include a mold for imprinting. The cured product pattern is used as it is as a constituent member of at least a part of the above-mentioned article, or is temporarily used as a resist mask. The resist mask is removed after etching, ion implantation, or the like in the substrate processing process.
本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された樹脂に上記のインプリント装置を用いてパターンを形成する工程(基板にインプリント処理を行う工程)と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。 In the method for manufacturing an article of the present embodiment, a pattern is formed on a resin coated on a substrate by using the above-mentioned imprint device (a step of imprinting the substrate), and a pattern is formed by such a step. Includes the process of processing the substrate. Further, such a manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, flattening, etching, resist peeling, dicing, bonding, packaging, etc.). The method for producing an article of the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.
1:モールド、2:基板、3:基板ステージ、4:インプリントヘッド、5:変形部、6:照射部、7:供給部、8:撮像部、9:第1計測部、10:第2計測部、100:インプリント装置 1: Mold 2: Substrate 3: Substrate stage 4: Imprint head, 5: Deformation part, 6: Irradiation part, 7: Supply part, 8: Imaging part, 9: 1st measurement part, 10: 2nd Measuring unit, 100: Imprint device
Claims (13)
基板に向かって突出した凸形状に前記パターン領域を変形させる変形部と、
前記変形部により前記パターン領域を変形し且つ前記モールドと前記基板との相対傾きを目標相対傾きとした状態で前記モールドと前記インプリント材との接触を開始し、前記モールドと当該インプリント材との接触領域を徐々に拡げる処理を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記モールドと基板との相対傾きが互いに異なる複数の状態の各々について取得された、前記接触領域の大きさの変化に対する当該接触領域の重心位置の変化を示す関係に基づいて、前記接触領域の大きさの変化に対する当該接触領域の重心位置の変化の比率が所定値になるときの前記相対傾きを求め、求めた前記相対傾きに基づいて前記目標相対傾きを決定する、ことを特徴とするインプリント装置。 An imprinting apparatus that transfers the pattern to an imprinting material on a substrate using a mold having a pattern region on which the pattern is formed.
A deformed portion that deforms the pattern region into a convex shape protruding toward the substrate, and a deformed portion.
The pattern region is deformed by the deformed portion, and the contact between the mold and the imprint material is started in a state where the relative inclination between the mold and the substrate is set as the target relative inclination, and the mold and the imprint material are brought into contact with each other. A control unit that controls the process of gradually expanding the contact area of
Including
Wherein the control unit, the relative inclination between the mold and the substrate are obtained for each of the different plurality of states to each other, based on the relationship shown a change in the position of the center of gravity of the contact area with respect to changes in the size of the contact touch region The relative inclination when the ratio of the change in the position of the center of gravity of the contact area to the change in the size of the contact area becomes a predetermined value is obtained, and the target relative inclination is determined based on the obtained relative inclination. An imprinting device characterized by.
前記制御部は、前記撮像部で得られた画像に基づいて、前記モールドと前記インプリント材との接触領域の大きさ、および当該接触領域の重心位置を求める、ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。 It further includes an imaging unit that images the pattern region.
Claim 1 is characterized in that the control unit obtains the size of the contact region between the mold and the imprint material and the position of the center of gravity of the contact region based on the image obtained by the imaging unit. The imprinting apparatus according to any one of 5 to 5.
前記複数の状態の各々についての前記関係に基づいて、前記相対傾きの変化に対する前記比率の変化を示す第1情報を生成し、当該第1情報から前記比率が前記所定値になるときの前記相対傾きを第1相対傾きとして求め、
前記複数の状態の各々についての前記関係に基づいて、前記相対傾きの変化に対する前記パターン領域の接触開始位置の変化を示す第2情報を生成し、当該第2情報から前記パターン領域の接触開始位置が前記パターン領域の所定位置になるときの前記相対傾きを第2相対傾きとして求め、
前記第1相対傾きと前記第2相対傾きとに基づいて前記目標相対傾きを決定する、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインプリント装置。 The control unit
Based on the relationship for each of said plurality of states, generate the first information indicating a change in the ratio of change in the phase to slope, said time of said ratio from said first information is the predetermined value seek relative inclination as the first relative inclination,
Based on the relationship for each of said plurality of states, generate the second information indicating a change in the contact start position of the pattern region with respect to a change in the phase to slope, the contact start of the pattern area from the second information position is calculated the phase to slope when a predetermined position of the pattern area as a second relative inclination,
The imprint device according to any one of claims 1 to 6, wherein the target relative inclination is determined based on the first relative inclination and the second relative inclination.
前記制御部は、前記第2ショット領域についての前記目標相対傾きを、前記第1ショット領域について生成された前記第1情報および前記第2情報に基づいて決定する、ことを特徴とする請求項8乃至10のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。 The substrate has a plurality of shot regions including a first shot region and a second shot region.
Prior Symbol controller, claims wherein the target relative inclination of the second shot region, determined based on the first information and the second information generated for the first shot area, it is characterized by The imprinting apparatus according to any one of 8 to 10.
前記形成工程でパターンを形成された前記基板を加工する加工工程と、
を含み、
前記加工工程で加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。 A forming step of forming a pattern on a substrate by using the imprinting apparatus according to any one of claims 1 to 12.
A processing process for processing the substrate on which a pattern is formed in the forming process, and a processing process for processing the substrate.
Including
A method for producing an article, which comprises producing an article from the substrate processed in the processing step.
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